PN结及其单向导电特性半导体二极讲义管的伏安特性曲线

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电工电子学第二版第六章

若二极管是理想的，正向导通时管压降为零，二极管相当于导线；反向截止时二极管相当于开路。考虑管降，正向管压降
硅0.6~0.7V 锗0.2~0.3V
例:
D2 D1
求：UAB
两个二极管的阴极接在一起 A 取 B 点作参考点，断开二极管， + 分析二极管阳极和阴极的电位。 U
AB
6V
3k 12V
–
B
自由电子和空穴都称为载流子。自由电子和空穴成对地产生的同时，又不断复合。在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡，半导体中载流子便维持一定的数目。
注意： (1) 常温下本征半导体中载流子数目极少, 其导电性能很差； (2) 温度愈高，载流子的数目愈多,半导体的导电性能也就愈好。所以，温度对半导体器件性能影响很大。（3）相同条件下，本征半导体较一般半导体导电性弱很多。
Si
Si
Si 空穴
Si
价电子
在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果相当于空穴的运动（相当于正电荷的移动）称为复合运动。
本征半导体的导电机理当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出现两部分电流 (1)自由电子作定向运动电子电流 (2)价电子递补空穴空穴电流
DB导通
DA导通均导通
当输入均为同3V时，输出才为3V 当输入有一为0V时，输出为0V 实现了“与”门逻辑
总结：
2、多个二极管连接：若共阴极，阳级最高一个先导通
若共阳级，阴级最低一个先导通
先导通的一个二极管起嵌位作用。
例3限幅作用：R + ui – D + uo –
8V
已知：ui 18sin t V 二极管是理想的，试画出 uo 波形。

第一章半导体器件的特性讲解

第一章半导体器件的特性
主要内容及要求
1.1 半导体的导电特性 1.2 PN结 1.3 二极管 1.4 双极型晶体管（BJT） 1.5 场效应管（FET）
基础，必须掌握：基本概念，原理，特征曲线、参数，应用等。
了解原理，掌握特征曲线、参数。
1.1 半导体的导电特性
半导体材料：
物质根据其导电能力(电阻率)的不同，可划分导体、绝缘体和半导体。－4 导体：ρ<10 Ω·cm 9 绝缘体：ρ>10 Ω·cm 半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间。典型的元素半导体有硅Si和锗Ge ，此外，还有化合物半导体砷化镓GaAs等。
1.5 场效应管
二、工作原理
VDS=0时， VGS 对沟道的控制作用
当VGS＜0时， PN结反偏，| VGS | 耗尽层加厚沟道变窄。 VGS继续减小，沟道继续变窄，当沟道夹断时，对应的栅源电压VGS称为夹断电压VP （或VGS(off) ）。对于N沟道的JFET，VP <0。若在漏源极间加上适当电压，沟道中有电流ID流过。 VGS＝0时，ID较大； VGS＝VGS(off)时，ID近似为零，这时管子截止。
1.5 场效应管
特点：
利用输入回路的电场效应控制输出回路的电流；仅靠半导体中的多数载流子导电（单极型晶体管）；输入阻抗高（107~1012），噪声低，热稳定性好，抗辐射能力强，功耗小。
分类：
1.5 场效应管
1.5.1结型场效应管一、结构
N沟道结型场效应管结构示意图
N沟道管符号
P沟道管符号
晶体管结构示意图
晶体管符号
1.4 双极型晶体管
生成类型：合金型和平面型
要实现电流放大作用，要求：发射区掺杂浓度高；基区薄且掺杂浓度低；集电结面积大。

第二章半导体二极管及其应用

ui R ui t VD1 UREF=5V VD2 uo uo UREF+0.7V 0 −（UREF+0.7V） t
0
图2-12 双向限幅电路
开关作用电子开关电路。在自动化控制电路和数字电路中有广泛地应用。电子开关比机械开关的开关速度快得多，可达一秒钟上万次，且无触点的颤动引起的火花，安全可靠。图2-13所示的两个电路。
我们将在下一节详细讨论。
2. 检波通常，无线电波中含有复杂的多种频率成分，调幅收音机必须从中挑选出需要的音频信号，为此要设置检波电路。半导体二极管检波电路如图2-11所示。其中VD是检波二极管，C1 是高频滤波电容，R是检波电路负载电阻， C2是与下一级电路的耦合电容。

ui 调频信号 VD C1
N型半导体和 P 型半导体
在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）, 形成杂质半导体。在常温下即可变为自由电子掺入五价元素掺杂后自由电子数目 Si Si 多余大量增加，自由电子导电电成为这种半导体的主要导 S p+ Si 子电方式，称为电子半导体 i 动画或N型半导体。失去一个电子变为正离子磷原子在N 型半导体中自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。
二极管电路定性分析
导通截止若二极管是理想的，正向导通时正向管压降为零，反向截止时二极管相当于断开。
定性分析：判断二极管的工作状态
否则，正向管压降
硅0.6~0.7V 锗0.2~0.3V
分析方法：将二极管断开，分析二极管两端电位的高低或所加电压UD的正负。若 V阳 >V阴或 UD为正( 正向偏置 )，二极管导通若 V阳 <V阴或 UD为负( 反向偏置 )，二极管截止
N型半导体和 P 型半导体

实验1 二极管伏安特性曲线的测试

实验1 二极管伏安特性曲线的测试
一、实验目的：
学会使用电流表和电压表（或万用表）测试二极管的伏安特性。

二、实验器材
稳压电源、万用表（两个）、二极管(IN4007、2AP9)、电位器、电阻、实验电路板。

三、实验内容和步骤
1、测试二极管的正向特性
（1）按实验线路图1连接好电路。

（2）接通电源，调节R1的值，按表1所列的数据逐渐增大二极管两端的电压。

测出对应的流过二极管的正向电流I V，把测量结果填入表1中
（3）按表1中记录数据，在直角坐标系上逐点描出两种二极管的正向特性曲线。

图1
正向电压(V) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 2 3
正向电流（mA）1N4007 2AP9
2、测试二极管的反向特性
（1）按实验线路图2连接好电路（电压表与二极管并联）
（2）输出电压从0V开始起调，按每2V间隔依次提高加在二极管两端的反向电压，并测量不同反压时的反向漏电流并将其数据记入表2中（测量时要注意万用表的量程和极性）。

（3）按表2中记录数据，在同一个直角坐标系上描出两种二极管的反向特性曲线。

图2
反向电压（V）0 2 4 6 8
1N4007
反向电流（μA）
2AP9。

半导体的导电特性

半导体
本征半导体杂质半导体
P型半导体(空穴型） N型半导体（电子型）
常用半导体材料硅和锗的原子结构
价电子：最外层的电子受原子核的束缚最小，最为活跃，故称之为价电子。最外层有几个价电子就叫几价元素，半导体材料硅和锗都是四价元素。
Si+14 2 8 4
Ge+32 2 8 18 4
2. 半导体的内部结构及导电方式：
一是势垒电容CB 二是扩散电容CD
(1) 势垒电容CB
势垒电容是由空间电荷区的离子薄层形成的。当外加电压使PN结上压降发生变化时，离子薄层的厚度也相应地随之改变，这相当PN结中存储的电荷量也随之变化，犹如电容的充放电。
图 01.09 势垒电容示意图
(2) 扩散电容CD
扩散电容是由多子扩散后，在PN结的另一侧面积累而形成的。因PN结正偏时，由N区扩散到P区的电子，与外电源提供的空穴相复合，形成正向电流。刚扩散过来的电子就堆积在P 区内紧靠PN结的附近，形成一定的多子浓度梯度。
vi
RL vo
vo
t
例3：设二极管的导通电压忽略，已知
vi=10sinwt(V)，E=5V，画vo的波形。
vi 10v
5v
R
t
D
vo
vi
E
vo
5v
t
例4：电路如下图，已知v=10sin(t)(V)，
E=5V，试画出vo的波形
vi
解：
t
vD
t
例5：VA=3V, VB=0V，求VF (二极管的导通电压忽略)
根据理论推导，二极管的伏安特性曲线可用下式表示
V
I IS (e VT 1)
式中IS 为反向饱和电流，V 为二极管两端的电压降，VT =kT/q 称为温度的电压当量，k为玻耳兹曼常数，q 为电子电荷量，T 为热力学温度。对于室温（相当T=300 K），则有VT=26 mV。

模拟电子技术学习指导与习题解答分析

1）图解法
把电路分成两个部分，一部分是由二极管组成的非线性电路，另一部分则是由电源、电阻等线性元件组成的线性部分。分别画出非线性部分（二极管）的伏安特性曲线和线性部
分的特性曲线，两条特性曲线的交点即为电路的工作电压和电流。
2）等效模型分析法
二极管的等效模型有四种：理想、恒压降、折线和微变等效模型。一般情况下，理想模型和恒压降模型用得较多。
还兼作阴极），其中，阴极有发射电子的作用，阳极有接收电子的作用。二极管具有单向导电的特性，可用作整流和检波。在二极管的基础上增加一个栅极就成了电子三极管，栅极
能控制电流，栅极上很小的电流变化，都会引起阳极很大的电流变化，所以，电子三极管有放大作用。
5.晶体管和集成电路
1）晶体管
通俗地说，晶体管是半导体做的固体电子元件。像金、银、铜、铁等金属，它们导电性能好，叫做导体。木材、玻璃、陶瓷、云母等不易导电，叫做绝缘体。导电性能介于导体和绝缘体之间的物质，叫半导体。晶体管就是用半导体材料制成的，这类材料中最常见的便是锗和硅两种。晶体管的出现是电子技术之树上绽开的一朵绚丽多彩的奇葩。
图2.5 PN结的形成
当浓度差引起的多子的扩散运动和内电场引起的少子的漂移运动达到动态平衡时，就形成了PN结。
2）PN结的单向导电性
PN结加正向偏置时，能形成较大的正向电流，PN结正向电阻很小；加反向偏置时,
反向饱和电流很小，PN结呈高阻这就是PN结的单向导电性。
3.半导体二极管
1）二极管的伏安特性
PN结外加正向电压一一正向偏置时，由于是多子导电，因而外加电压的微小变化将使
电流有较大的变化。结果，扩散力大于电场力一一由多子形成的扩散（正向）电流起主导地
位，而少子形成的漂移电流可忽略不计，空间电荷区变窄，电阻变小。当外加负向电压 ——

半导体二极管及其应用习题解答

半导体二极管及其应用习题解答Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT第1章半导体二极管及其基本电路教学内容与要求本章介绍了半导体基础知识、半导体二极管及其基本应用和几种特殊二极管。

教学内容与教学要求如表所示。

要求正确理解杂质半导体中载流子的形成、载流子的浓度与温度的关系以及PN结的形成过程。

主要掌握半导体二极管在电路中的应用。

表第1章教学内容与要求内容提要1.2.1半导体的基础知识1．本征半导体高度提纯、结构完整的半导体单晶体叫做本征半导体。

常用的半导体材料是硅(Si)和锗(Ge)。

本征半导体中有两种载流子：自由电子和空穴。

自由电子和空穴是成对出现的，称为电子空穴对，它们的浓度相等。

本征半导体的载流子浓度受温度的影响很大，随着温度的升高，载流子的浓度基本按指数规律增加。

但本征半导体中载流子的浓度很低，导电能力仍然很差，2．杂质半导体(1) N 型半导体本征半导体中，掺入微量的五价元素构成N 型半导体，N 型半导体中的多子是自由电子，少子是空穴。

N 型半导体呈电中性。

(2) P 型半导体本征半导体中，掺入微量的三价元素构成P 型半导体。

P 型半导体中的多子是空穴，少子是自由电子。

P 型半导体呈电中性。

在杂质半导体中，多子浓度主要取决于掺入杂质的浓度，掺入杂质越多，多子浓度就越大。

而少子由本征激发产生，其浓度主要取决于温度，温度越高，少子浓度越大。

1.2.2 PN 结及其特性1．PN 结的形成在一块本征半导体上，通过一定的工艺使其一边形成N 型半导体，另一边形成P 型半导体，在P 型区和N 型区的交界处就会形成一个极薄的空间电荷层，称为PN 结。

PN 结是构成其它半导体器件的基础。

2．PN 结的单向导电性PN 结具有单向导电性。

外加正向电压时，电阻很小，正向电流是多子的扩散电流，数值很大，PN 结导通；外加反向电压时，电阻很大，反向电流是少子的漂移电流，数值很小，PN 结几乎截止。

测定半导体二极管的伏安特性

测定半导体二极管的伏安特性1背景知识电子器件的伏安特性电子器件的伏安特性是指流过电子器件的电流随器件两端电压的变化特性测定出电子器件的伏安特性，对其性能了解与其实际应用具有重要意义。

在生产和科研中，可用晶体管特性图示仪自动测绘其曲线，在现代实验技术中，可用传感器及计算机进行测定给出测量结果。

如果手头没有现成的自动测量仪器，提出应用电流表和电压表进行人工测量的方法，进行应急的测量是很有用的。

半导体二极管半导体二极管是具有单向导电性的非线性电子元件，其电阻值与工作电流（或电压）有关。

二极管的单向导电性就是PN结的单向导电性：PN结正向偏置时，结电阻很低，正向电流甚大（PN结处于导通状态）；PN结反向偏置时，结电阻很高，反向电流很小（PN结处于截止状态），这就是PN结的单向导电性。

（正向偏置）；（反向偏置）。

二极管的结构：半导体二极管是由一个PN结，加上接触电极、引线和管壳而构成。

按内部结构的不同，半导体二极管有点接触和面接触型两类，通常由P区引出的电极称为阳极，N区引出的电极称为阴极。

二极管的伏安特性及主要参数：二极管具有单向导电性，可用其伏安特性来描述。

所谓伏安特性，就是指加到二极管两端的电压与流过二极管的电流的关系曲线，如下图所示。

这个特性曲线可分为正向特性和反向特性两个部分。

图1二极管的伏安特性曲线（1）正向特性当二极管加上正向电压时，便有正向电流通过。

但是，当正向电压很低时，外电场还不能克服PN结内电场对多数载流子扩散运动所形成的阻力，故正向电流很小，二极管呈现很大的电阻。

当正向电压超过一定数值（硅管约，锗管约）以后，内电场被大大削弱，二极管电阻变得很小，电流增长很快，这个电压往往称为阈电压UTH（又称死区电压：0-U0）。

二极管正向导通时，硅管的压降一般为，锗管则为。

导通以后，在二极管中无论流过多大的电流（当然是允许范围之内的电流），在极管的两端将始终是一个基本不变的电压，我们把这个电压称为二极管的“正向导通压降”。

模电复习资料判断选择填空

判断题第一章半导体 1、少数载流子是电子的半导体称为P型半导体。

（对）二极管1、由PN结构成的半导体二极管具有的主要特性是单向导电性。

（对）2、普通二极管反向击穿后立即损坏，因为击穿是不可逆的。

（错）3、晶体二极管击穿后立即烧毁。

（错）三极管1、双极型晶体三极管工作于放大模式的外部条件是发射结正偏，集电结也正偏。

（错）2、三极管输出特性曲线可以分为三个区,即恒流区,放大区,截止区. （错）3、三极管处于截止状态时，发射结正偏。

（错）4、晶体三极管的发射区和集电区是由同一类半导体（P型或N型）构成的，所以极e和c极可以互换使用。

（错）5、当集电极电流值大于集电极最大允许电流时，晶体三极管一定损坏。

（错）6、晶体三极管的电流放大系数β随温度的变化而变化，温度升高，β减少。

（错）场效应管1、场效应管的漏极特性曲线可分成三个区域：可变电阻区、截止区和饱和区。

（错）第二章1、技术指标放大电路的输出信号产生非线性失真是由于电路中晶体管的非线性引起的。

（对）2、基本放大电路在基本放大电路中，若静态工作点选择过高，容易出现饱和失真。

（对）3、放大电路的三种组态射极跟随器电压放大倍数恒大于1,而接近于1。

（错）三种基本放大电路中输入电阻最大的是射极输出器。

（对）射极跟随器电压放大倍数恒大于1,而接近于1。

（错）射极输出器不具有电压放大作用。

（对）4、多级放大电路直流放大器是放大直流信号的，它不能放大交流信号。

（错）直流放大器只能放大直流信号。

（错）现测得两个共射放大电路空载时的放大倍数都是-100，将它们连成两级放大电路，其电压放大倍数为10000。

（错）多级放大器的通频带比组成它的各级放大器的通频带窄，级数愈少，通频带愈窄。

（错）。

多级放大器总的电压放大倍数是各级放大倍数的和。

（错）多级阻容耦合放大器的通频带比组成它的单级放大器的通频带宽。

（错）第四章在三种功率放大电路中，效率最高是的甲类功放。

（对）第五章差动放大器有单端输出和双端输出两大类，它们的差模电压放大倍数是相等的。

第一章半导体基础知识

第一章半导体基础知识〖本章主要内容〗本章重点讲述半导体器件的结构原理、外特性、主要参数及其物理意义，工作状态或工作区的分析。

首先介绍构成PN结的半导体材料、PN结的形成及其特点。

其后介绍二极管、稳压管的伏安特性、电路模型和主要参数以及应用举例。

然后介绍两种三极管（BJT和FET）的结构原理、伏安特性、主要参数以及工作区的判断分析方法。

〖本章学时分配〗本章分为4讲，每讲2学时。

第一讲常用半导体器件一、主要内容1、半导体及其导电性能根据物体的导电能力的不同，电工材料可分为三类：导体、半导体和绝缘体。

半导体可以定义为导电性能介于导体和绝缘体之间的电工材料，半导体的电阻率为10-3～10-9Ω∙cm。

典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。

半导体的导电能力在不同的条件下有很大的差别：当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化；往纯净的半导体中掺入某些特定的杂质元素时，会使它的导电能力具有可控性；这些特殊的性质决定了半导体可以制成各种器件。

2、本征半导体的结构及其导电性能本征半导体是纯净的、没有结构缺陷的半导体单晶。

制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%，常称为“九个9”，它在物理结构上为共价键、呈单晶体形态。

在热力学温度零度和没有外界激发时,本征半导体不导电。

3、半导体的本征激发与复合现象当导体处于热力学温度0K时，导体中没有自由电子。

当温度升高或受到光的照射时，价电子能量增高，有的价电子可以挣脱原子核的束缚而参与导电，成为自由电子。

这一现象称为本征激发（也称热激发）。

因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的，称为电子空穴对。

游离的部分自由电子也可能回到空穴中去，称为复合。

在一定温度下本征激发和复合会达到动态平衡，此时，载流子浓度一定，且自由电子数和空穴数相等。

4、半导体的导电机理自由电子的定向运动形成了电子电流，空穴的定向运动也可形成空穴电流，因此，在半导体中有自由电子和空穴两种承载电流的粒子（即载流子），这是半导体的特殊性质。

PN结

二、 PN结的单向导电特性结的单向导电特性
PN结的单向导电性只有在外结的单向导电性只有在外加电压时才会表现出来
（一）、PN结加正向电压）、结加正向电压Ｐ－正Ｎ－负正向电压或正向偏置(简称正偏) 简称正偏Ｐ－正, Ｎ－负。正向电压或正向偏置简称正偏
耗尽区
扩散运动大于漂移运动多数载流子形成的扩散电流起支配作用
ｊ≈ＣB。
五、PN结的温度特性结的温度特性
PN结特性对温度变化很敏感，反映在伏安特性上即结特性对温度变化很敏感，结特性对温度变化很敏感为：温度升高，正向特性左移，反向特性下移。温度升高，正向特性左移，反向特性下移。
i T
具体变化规律是：具体变化规律是： •温度每升高 ℃ ，反向饱温度每升高10℃ 温度每升高
－UBR 0 T u
和电流I 增大一倍。和电流 S增大一倍。 •温度升高反向击穿电压降低温度升高反向击穿电压降低
当温度升高到一定程度时，当温度升高到一定程度时，由本征激发产生的少子浓度有可能超过掺杂多子浓度，少子浓度有可能超过掺杂多子浓度，使杂质半导体变得与本征半导体一样，这时PN结就不存在了结就不存在了。变得与本征半导体一样，这时结就不存在了。因此，为了保证PN结正常工作，它的最高工作结正常工作，因此，为了保证结正常工作温度有一个限制，对硅材料约为(150~200)℃，对锗温度有一个限制，对硅材料约为 ℃ 材料约为(75~100)℃。材料约为 ℃
关键在于耗尽层的存在
PN结的伏安特性结的伏安特性
I
伏安特性方程
ID UBR UB
O U
I D = I S (e
UD UT
− 1)
加正向电压时，加正向电压时，UD只要大几倍以上，于UT几倍以上，I D ≈ I S eU D / U T 加反向电压时，加反向电压时，|UD|只要大于只要大于 UT几倍以上，则 ID≈–IS 几倍以上，

电子元件的伏安特性曲线实验报告

电子元件的伏安特性曲线实验报告实验一电子元件伏安特性的测定一、实验目的1．掌握电压表、电流表、直流稳压电源等仪器的使用方法2．学习电阻元件伏安特性曲线的测量方法3．加深理解欧姆定律，熟悉伏安特性曲线的绘制方法二、原理若二端元件的特性可用加在该元件两端的电压U 和流过该元件的电流I 之间的函数关系I =f (U )来表征，以电压U 为横坐标，以电流I 为纵坐标，绘制I-U 曲线，则该曲线称为该二端元件的伏安特性曲线。

电阻元件是一种对电流呈阻力特性的元件。

当电流通过电阻元件时，电阻元件将电能转化为其它形式的能量，例如热能、光能等，同时，沿电流流动的方向产生电压降，流过电阻R 的电流等于电阻两端电压U 与电阻阻值之比，即RU I（1-1）这一关系称为欧姆定律。

若电阻阻值R 不随电流I 变化，则该电阻称为线性电阻元件，常用的普通电阻就近似地具有这一特性，其伏安特性曲线为一条通过原点的直线，如图1-1所示，该直线斜率的倒数为电阻阻值R 。

线性电阻的伏安特性曲线对称于坐标原点，说明在电路中若将线性电阻反接，也不会不影响电路参数。

这种伏安特性曲线对称于坐标原点的元件称为双向性元件。

白炽灯工作时，灯丝处于高温状态，灯丝的电阻随温度升高而增大，而灯丝温度又与流过灯丝的电流有关，所以，灯丝阻值随流过灯丝的电流而变化，灯丝的伏安特性曲线不再是一条直线，而是如图1-2所示的曲线。

半导体二极管的伏安特性曲线取决于PN 结的特性。

在半导体二极管的PN 结上加正向电压时，由于PN 结正向压降很小，流过PN 结的电流会随电压的升高而急剧增大；在PN 结上加反向电压时，PN 结能承受和大的压降，流过PN 结的电流几乎为零。

所以，在一定电压变化范围内，半导体二极管具有单向导电的特性，其伏安特性曲线如图1-3所示。

图1-1 线性电阻元件的伏安特性曲线图1-2 小灯泡灯丝的伏安特性曲线图1-4 稳压二极管的伏安特性曲线稳压二极管是一种特殊的二极管，其正向特性与普通半导体二极管的特性相似。

物理实验讲义实验11 半导体二极管伏安特性的研究

实验3 半导体二极管伏安特性的研究世界上的物质种类繁多，但就其导电性能来说，大体上可分为导体、绝缘体和半导体三类。

某些物质，如硅、锗等，它们的导电性能介于导体和绝缘体之间，被称为半导体。

半导体之所以引起人们极大的兴趣，原因并不在于它具有一定的导电能力，而在于它具有许多独特的性质。

同一块半导体材料，它的导电能力在不同的条件下会有非常大的差别，比如，在很纯的半导体中掺入微量的其他杂质，它的导电性能将有成千上万倍地增加，并且可以根据掺入杂质的多少来控制半导体的导电性能。

人们正是利用半导体的这种独特的性质做出了各种各样的半导体器件。

本实验通过对常用的半导体器件—二极管特性的研究，了解PN结的特性、结构和工作原理，并测量二极管的部分参数。

【实验目的】1、了解PN结产生的机理和它的作用。

2、学习测量二极管伏安特性曲线的方法。

3、通过实验，加深对二极管单向导电特性的理解。

【仪器用具】HG61303型数字直流稳压电源、GDM-8145型数字万用表、滑线变阻器、FBZX21型电阻箱、C31-V型电压表、C31-A型电流表、FB715型物理设计性实验装置、可调电阻及导线若干、普通二极管、发光二极管、稳压二极管等【实验原理】1.电学元件的伏安特性在某一电学元件两端加上直流电压，在元件内就会有电流通过，通过元件的电流与其两端电压之间的关系称为电学元件的伏安特性。

一般以电压为横坐标，电流为纵坐标作出元件的电压-电流关系曲线，称为该元件的伏安特性曲线。

对于碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻等电学元件，在通常情况下，通过元件的电流与加在元件两端的电压成正比，即其伏安特性曲线为一通过原点的直线，这类元件称为线性元件，如图3-1的直线a。

至于半导体二极管、稳压管、三极管、光敏电阻、热敏电阻等元件，通过元件的电流与加在元件两端的电压不成线性关系变化，其伏安特性为一曲线，这类元件称为非线性元件，如图3-1的曲线b、c。

伏安法的主要用途是测量研究非线性元件的特性。

模拟电子技术思考与练习解答

项目一思考与练习解答1.1 思考与练习1. 半导体具有哪些独特性能？在导电机理上,半导体与金属导体有何区别？答:半导体地独特性能是:光敏性,热敏性与掺杂性。

在导电机理上,金属导体只有自由电子一种载流子参与导电,而半导体有多子与少子两种载流子同时参与导电,这是它们导电机理上地本质区别。

2. 何谓本征半导体？什么是"本征激发"？什么是"复合"？答:天然地半导体材料经过特殊地高度提纯工艺,成为晶格完全对称,具有价键结构地纯净半导体时,即为本征半导体。

由于光照,辐射,温度地影响在本征半导体产生自由电子载流子地现象称为本征激发;本征激发地主要导电方式是完全脱离了价键地自由电子载流子逆着电场方向而形成地定向迁移——电流。

本征激发地同时,价键地一些价电子"跳进"相邻原子空穴地现象称为复合,复合地结果产生了空穴载流子,空穴载流子带正电,其导电方式是空穴载流子顺着电场方向形成地定向迁移——电流。

3. N型半导体与P型半导体有何不同？各有何特点？它们是半导体器件吗？答:本征半导体掺入五价杂质元素后可得到N型半导体,N型半导体多子是自由电子,少子是空穴,定域地离子带正电;本征半导体掺入三价杂质元素后可得到P型半导体,P型半导体多子是空穴,少子是自由电子,定域地离子带负电。

这两种类型地半导体是构成半导体器件地基本元素,但不能称之为半导体器件。

4. 何谓PN结？PN结具有什么特性？答:用半导体工艺在同一块晶体地两端注入不同地杂质元素后,在晶片两端分别形成P 区与N区,在P区与N区地交界处因为浓度上地差别必定出现扩散,扩散地结果在两区交界处形成一个干净地离子区,这个离子区就是PN结。

PN结具有单向导电性:正向偏置时导通,反向偏置时截止。

5. 电击穿与热击穿有何不同？试述雪崩击穿与齐纳击穿地特点。

答:电击穿包括雪崩击穿与齐纳击穿,前者是一种碰撞地击穿,后者属于场效应地击穿,这两种电击穿过程可逆,不会造成PN结地永久损坏。